RT Dissertation/Thesis
T1 Einfluss moderner Pflanzenschutzmittel auf die Mobilität von POP-belasteten Agrarflächen am Beispiel von DDT : ein Feldversuch
A1 Neitsch,Julia Simone
WP 2023/05/23
AB Das Chlorpestizid und seine strukturell verwandten Verbindungen (DDX) weisen eine hohe Persistenz gegenüber Abbauprozessen auf. Dies hat zur Folge, dass Landwirte auf ihren Anbauflächen z. T. heute noch mit DDX-Altlasten aus den 1960er Jahren konfrontiert sind. Dies gilt besonders für belastete Böden, auf denen Pflanzen der Gattung Cucurbitaceae angebaut werden sollen. Diese setzen sog. Wurzelexsudate frei, die als natürliche Tenside fungieren und damit im Boden vorhandenes DDX mobilisieren können. Darüber hinaus kann die DDX-Mobilisierung auch durch Tenside, die Bestandteil der Formulierungen von gegenwärtig eingesetzten Pflanzenschutzmitteln (PSM) sind, erfolgen. Eine durch diese Tenside erhöhte DDX-Mobilität kann zur Aufnahme und Akkumulation des Chlorpestizids in die Pflanze führen. Derartige Nebeneffekte tensidhaltiger PSM-Formulierungen wurden bisher noch nicht im Rahmen gängiger Spritzprotokolle untersucht.
Um die Mobilisierung von DDX im Boden und dessen Akkumulation in Cucurbita pepo durch Tenside im Zuge der Applikation gängiger PSM-Formulierungen zu untersuchen, wurden zwei Freilandversuche durchgeführt. Hierzu wurde je eine konventionell und eine biologisch behandelte Kürbis-Anbaufläche sowie eine unbehandelte, kultivierte Kontrollfläche mit den dafür zugelassenen PSM behandelt. Bodenproben wurden vor und nach der PSM-Applikation entnommen. Anschließend wurden die DDX-Gehalte in der extrahierten Bodenphase und der Bodenwasserfraktion der Bodenproben bestimmt.
Die Hintergrundbelastung des Bodens mit DDX war auf allen drei Versuchsfeldern vergleichbar. Die vergleichende Auswertung ergab, dass die biologische PSM-Formulierung die Mobilität von DDX im Vergleich zur unbehandelten und konventionellen Anbaufläche im Boden erheblich steigerte (1. Veröffentlichung). So lag in der analysierten Wasserfraktion ein höherer DDX-Gehalt als in der Kontrollbehandlung vor. Diese Zunahme wies auf Erhöhung der Bioverfügbarkeit hin, die auf das Vorliegen von Tensid und Öl in den PSM-Formulierungen zurückgeführt werden konnte (1. Veröffentlichung). Auf Grund der erhöhten Bioverfügbarkeit kann es auch zu einer erhöhten DDX-Aufnahme in der Pflanze kommen. Es zeigte sich ebenfalls, dass nur die Behandlung mit bestimmten Formulierungen aus emulgierbaren Konzentraten (emulsifiable concentrate, EC) die DDX-Mobilisierung begünstigte. Dieser Mobilisierungseffekt ging sehr wahrscheinlich auf die unterschiedliche Zusammensetzung der Anteile an Tensiden und Ölen in den PSM zurück.
Im zweiten Freilandversuch stand die DDX-Akkumulation in der Pflanze Cucurbita pepo cv. Howden in Abhängigkeit der applizierten PSM im Vordergrund. Die PSM-Behandlung der Felder entsprach den offiziellen Spritzplänen und Verordnungen des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Während der Kultivierungszeit wurden Wurzelproben und Triebe, sowie Proben der Kürbisfrucht entnommen. Die Auswertung ergab, dass die DDX-Gehalte der Wurzeln in der Kontrollfläche und in der konventionellen Fläche nach der PSM-Behandlung nahezu unverändert blieben, während die Wurzeln in der biologischen Fläche höhere DDX-Gehalte aufwiesen (2. Veröffentlichung). Die Triebe aller Versuchsfelder zeigten keinen DDX-Anstieg in der Wachstumsphase. Dagegen wurde kurz vor der Ernte in den Trieben von allen Versuchsfeldern ein Anstieg des DDX-Gehaltes registriert. Am Ende der Wachstumsperiode wiesen die Früchte der biologisch behandelten Fläche höhere DDX-Gehalte als die Früchte der Kontrollfläche und der konventionell behandelten Fläche auf. Der wichtigste DDT-Metabolit DDE wurde auch in weiter entfernte Pflanzenteile transportiert, während DDD nur in den Wurzeln und Trieben nachweisbar war, nicht aber in den Kürbisfrüchten (2. Veröffentlichung).
Die Auswertung beider Versuche bestätigten einen direkten Zusammenhang zwischen einer Mobilisierung von DDX im Boden und der Aufnahme in die Pflanze. Dabei waren die Bioakkumulationsfaktoren der biologisch behandelten Flächen deutlich höher als die in der konventionell behandelten Fläche und in der Kontrollfläche.
Die Ergebnisse der Freilandversuche verdeutlichen, dass die Mobilisierung von DDT und höchstwahrscheinlich auch anderer lipophiler Altlasten bei Einsatz von tensidhaltigen EC-Formulierungen problematisch für Landwirte werden kann. Aus dieser Beobachtung heraus ergeben sich durch Einsatz von EC-Formulierungen mit einem hohen Mobilisierungspotential jedoch auch Chancen für eine verbesserte Phytosanierung.
Die Freilandversuche weisen zudem darauf hin, dass der Mobilisierungseffekt von DDT durch EC-Gemische neben dem Gehalt an Tensid in den verwendeten Formulierungen auch von den Umweltbedingungen wie Bodenbeschaffenheit, Bodenwasseranteil und Niederschlag abhängt. Die Ermittlung des optimalen Gehaltes an tensidreichen Formulierungen und den gegebenen Umweltbedingungen könnte somit zu einer vielversprechenden Strategie für eine Phytosanierung von Böden führen.
K1 Pflanzenschutzmittel
K1 DDT
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2023/2153